Afekte pa faktè politik, militè ak ekonomik, devlopman nan teknoloji motè avyon se pi vit pase sa yo ki nan turbin gaz. Turbin gaz ak motè avyon yo gen yon pakèt domèn teknik, epi yo ka pataje nan sistèm konsepsyon, sistèm fabrikasyon, sistèm talan ak sistèm tès yo. Se poutèt sa, ki baze sou demann lan gwo mache ak avantaj aplikasyon evidan nan turbin gaz, li te vin tounen yon konsansis endistri yo devlope turbin gaz ki baze sou pèfòmans-wo, motè avyon ki gen matirite ak teknoloji avanse endistriyèl ak metòd konsepsyon. Gen de fason yo transfere teknoloji motè avyon nan turbin gaz, jan yo montre nan Figi 1: youn se dirèkteman modifye ak dériver motè avyon ki gen matirite pou fòme turbin gaz aero-derive; lòt la se transplantasyon teknoloji motè avyon nan turbin gaz lou ak rechèch epi devlope yon nouvo jenerasyon turbin gaz lou.
Istwa Devlopman nan turbin gaz Aero-derive
Ansanm ak devlopman nan teknoloji motè avyasyon ak aplikasyon teknoloji sik avanse, pwosesis devlopman teknik nan turbin gaz aero-dérivés te ale nan etap eksplorasyon teknoloji, etap devlopman teknoloji ak etap aplikasyon sik avanse, reyalize devlopman aero-dérivés. turbin gaz soti nan modifikasyon senp nan konsepsyon optimize motè debaz pèfòmans segondè, soti nan sik senp nan aplikasyon sik konplèks, soti nan eritye sistèm nan konsepsyon matirite ak sistèm materyèl nan motè aviyasyon nan konsepsyon an nan nouvo eleman ak aplikasyon an. nan nouvo materyèl, ki te pèmèt nivo konsepsyon, pèfòmans, fyab ak lavi turbin gaz aero-derive reyalize devlopman konsiderab.
Etap eksplorasyon teknoloji
An 1943, premye turbine gaz aero-dérivés nan mond lan te devlope avèk siksè. Apre sa, Rolls-Royce, GE ak Pratt & Whitney te fèt premye pakèt turbin gaz aero-derive ki baze sou modifikasyon motè avyon ki gen matirite, ki gen ladan endistriyèl Avon, endistriyèl Olympus, turbin gaz Spey, LM1500 ak FT4. Nan etap sa a, teknoloji turbin gaz aero-dérivés te nan peryòd eksplorasyon an. Estrikti a dirèkteman eritye nwayo motè avyon an, ak pouvwa pwodiksyon an te reyalize pa ekipe yon turbine pouvwa apwopriye; pèfòmans an jeneral nan machin nan pa te wo, ak efikasite sik la te jeneralman mwens pase 30%; tanperati inisyal la anvan turbine a te mwens pase 1000 degre, ak rapò a presyon te 4 a 10; COMPRESSOR a te jeneralman subsonic; lam turbine yo itilize teknoloji refwadisman lè senp; materyèl la te itilize se premye alyaj wo-tanperati a; sistèm kontwòl la jeneralman itilize yon mekanik idwolik oswa analòg sistèm ajisteman elektwonik.
Etap Devlopman Teknoloji
Avèk aplikasyon an matirite nan aeroengines, pèfòmans-wo, segondè-fyab machin paran yo ak teknoloji avanse konsepsyon yo te bay pou devlopman rapid nan turbin gaz aeroderivative. An menm tan an, demann pou turbin gaz aeroderivative avanse pa marin yo nan Wayòm Ini a, Etazini ak lòt peyi yo te bay tou yon etap aplikasyon laj, ki te pèmèt turbin gaz aeroderivative yo devlope rapidman ak siyifikativman amelyore pèfòmans yo. Yon seri de turbin gaz aeroderivative ak bon pèfòmans ak segondè fyab yo te lanse. . Tankou LM2500 seri, endistriyèl Trent, FT4000 ak MT30, elatriye, yo lajman ki itilize nan pouvwa bato, jenerasyon pouvwa ak lòt jaden.
Konpozan fen cho nan turbin gaz aero-dérivés nan etap devlopman teknolojik jeneralman itilize alyaj super ak kouch pwoteksyon pou amelyore rezistans tanperati, epi aplike teknoloji avanse refwadisman lè ak teknoloji konbisyon ki ba-polisyon; tanperati inisyal la anvan turbine a rive nan 1400 degre, pouvwa a ka rive nan 40-50MW, efikasite nan tèmik nan yon sèl inite depase 40%, ak efikasite nan sik konbine ka rive nan 60%; yo itilize yon sistèm kontwòl elektwonik dijital, ak presizyon kontwòl la ak pèfòmans kontwòl yo siyifikativman amelyore.
Aplike sik avanse
Kòm kondisyon yo pou pèfòmans segondè nan turbin gaz aeroderivative, espesyalman konsomasyon gaz, pouvwa pwodiksyon ak lòt endikatè, ogmante, sik avanse turbin gaz aeroderivative te genyen pratik jeni toupatou. Ajoute yon sik rekiperasyon chalè intercooling oswa intercooled sou baz sik tèmik turbine gaz la ka siyifikativman amelyore pouvwa pwodiksyon an ak pèfòmans kondisyon fonksyònman ki ba nan turbine gaz aeroderivative la. Pou egzanp, nivo pouvwa a nan turbine gaz LMS100 intercooled rive nan 100MW ak efikasite a se kòm yon wo 46%. Efikasite tèmik turbine gaz refwadisman WR21 a nan kondisyon fonksyònman ki ba yo pi wo pase yon turbine gaz sik senp. Kòm yon pouvwa bato, li anpil amelyore ekonomi bato a ak reyon konba.
Pouvwa pwodiksyon an nan turbin gaz aeroderivative sik avanse lè l sèvi avèk intercooling oswa intercooled sik rekiperasyon chalè te ogmante anpil, ak efikasite nan tèmik nan tout kondisyon opere yo te amelyore. Pou egzanp, nivo pouvwa a ka rive nan 100MW, ak efikasite nan tèmik nan pwen an konsepsyon se kòm yon wo 46%; pèfòmans nan kondisyon fonksyònman ki ba yo te siyifikativman amelyore, efikasite nan tèmik ka rive jwenn 40% anba 50% chaj; intercooling diminye pouvwa espesifik COMPRESSOR a wo-presyon, ak rapò a presyon konsepsyon nan machin nan antye ka rive jwenn plis pase 40.
Modèl devlopman teknoloji
Gade nan istwa devlopman, turbin gaz aero-dérivés gen modèl devlopman teknik tankou devlopman jeneyalojik, devlopman seri, adopsyon teknoloji sik avanse ak aplikasyon mòd sik konbine.
Devlopman jeneyolojik
Devlopman jeneyalojik se devlopman turbin gaz diferan kalite ak nivo pouvwa ki baze sou menm motè avyon an, ki konplètman reflete karakteristik turbin gaz aviyasyon-derive: "yon sèl machin kòm baz, satisfè itilizasyon miltip, ekonomize sik, diminye depans, sòti plizyè kalite, epi fòme yon spectre."
Lè w pran motè avyon CF6-80C2 a kòm yon egzanp, turbine gaz LM6000 la itilize dirèkteman motè debaz CF6-80C2 la epi kenbe adaptabilite maksimòm turbine ba presyon an; LMS100 la eritye teknoloji motè debaz CF6-80C2 a, konbine teknoloji turbine gaz lou-klas F ak teknoloji intercooling, e li gen yon pouvwa 100MW; MS9001G/H a konplètman adopte teknoloji ki gen matirite nan motè avyon CF6-80C2, ak nan konbinezon an ak teknoloji a turbine gaz lou, tanperati a anvan turbine a ogmante soti nan 1287 degre nan klas F la. 1430 degre, ak pouvwa a rive nan 282MW. Siksè devlopman twa kalite turbin gaz yo te pèmèt devlopman aviyasyon motè avyon CF6-80C2 pou reyalize "yon sèl machin ak plizyè kalite, devlope turbin gaz diferan kalite ak pouvwa".
Devlopman seri
Devlopman seri a se kontinyèlman ajou ak amelyore, amelyore pèfòmans ak diminye emisyon sou baz yon turbine gaz siksè, konsa tankou reyalize devlopman nan seri nan turbin gaz aero-derive, nan mitan ki seri a LM2500 se pi tipik la, jan yo montre. nan Figi 2. Turbine gaz LM2500 la sèvi ak motè debaz motè paran TF39/CF6-6, epi li chanje turbine ki ba presyon an. motè paran nan yon turbine pouvwa; turbin gaz LM2500+ ajoute yon etap devan COMPRESSOR nan turbin gaz LM2500, konsa tankou amelyore koule mas lè a ak pouvwa pwodiksyon; LM2500+G4 la ogmante vitès koule lè turbine gaz la lè li amelyore pwofil lam COMPRESSOR a ak ogmante zòn gòj turbine a sou baz LM2500+, konsa pou reyalize objektif pou kontinye amelyore pwodiksyon an. pouvwa. Avèk devlopman seri LM2500 la, pwodwi a kontinyèlman amelyore ak amelyore, ak yon seri pouvwa 20 a 35MW, ak kantite ekipman atravè lemond depase 1,000 inite, sa ki fè li modèl ki pi lajman itilize jiska dat. .
Akòz difikilte pou devlopman ak pwodiksyon, devlopman seri ki baze sou turbine gaz siksè a se yon modèl devlopman teknik enpòtan pou turbin gaz aero-dérivés, ki se kontinyèlman ajou ak amelyore, amelyore pèfòmans ak diminye emisyon. Devlopman seri turbin gaz aero-dérivés sanble ak devlopman jeneyaloji a, ki pa sèlman ka diminye sik devlopman, men tou, asire pi bon fyab ak avansman, epi redwi siyifikativman pri konsepsyon, devlopman, tès ak fabrikasyon.
Efikasite
Objektif la nan amelyorasyon efikasite se kontinyèlman amelyore pèfòmans nan machin nan tout antye, espesyalman pouvwa pwodiksyon an nan machin nan tout antye ak efikasite nan tèmik nan tout kondisyon opere. Fason prensipal yo se jan sa a.
Youn nan se aplikasyon an nan sik avanse. Aplikasyon an nan sik avanse ka kontinyèlman amelyore pèfòmans nan turbin gaz aeroderivative, tankou sik rechofe, sik re-enjeksyon vapè, sik rekiperasyon chimik, sik lè mouye, seri lè mouye sik turbine avanse ak sik Kalina, elatriye Apre w fin aplike sik la avanse, pa sèlman pèfòmans nan inite turbine gaz aeroderivative yo pral amelyore, men pouvwa a ak efikasite tèmik nan inite a tout antye pral siyifikativman amelyore, ak oksid nitwojèn. emisyon yo pral siyifikativman redwi.
Dezyèm lan se konsepsyon eleman segondè-efikasite. Konsepsyon eleman segondè-efikasite konsantre sou konsepsyon COMPRESSOR segondè-efikasite ak konsepsyon turbine segondè-efikasite. Konsepsyon COMPRESSOR segondè-efikasite ap kontinye simonte difikilte teknik yo nan gwo vitès ak efikasite segondè ak vitès ki ba ak fwontyè vag segondè fè fas a pa COMPRESSORS. Jan yo montre nan Figi 3, konsepsyon turbin yo ap kontinye devlope nan direksyon efikasite segondè, rezistans tanperati ki wo ak lavi ki long.
